Contenu pédagogique BBRMC


SEMESTRE 7

 

  • Unités d’enseignement d’ossature

 

M.BSIS 7.401  Structure et conformation des macromolécules biologiques

6 ECTS, 24 h CM, 12 h TD, 24 h TP  Nadir Mrabet, Bernard Vitoux, Hortense Mazon, Guillermo Mulliert

Compréhension de l’utilité d’un formalisme mathématique dans l’étude des structures 3D des macromolécules : Contraintes structurales vs. plasticité mutationnelle – Évolution divergente vs. évolution convergente : le « principe de la désignabilité » des protéines.
Le problème du reploiement/enroulement à travers les expériences célèbres d’Anfinsen (NIH), de Creighton (MRC), de King (MIT), de Karplus (Harvard) et de Wingreen (NEC).
La loi des nombres : acides nucléiques, acides aminés, séquences et structures biologiques, et évolution.
Enroulement des protéines in vivo – GroEL/ES, ou la boîte à reploiement d’Anfinsen.
Compréhension des contributions énergétiques et facteurs affectant la stabilité des protéines.
Réexamen du modèle du collapse hydrophobe.
Aspects méthodologiques de l’étude de la dénaturation, du déploiement des protéines.
Acquisition des notions fondamentales en radiocristallographie et en résonance magnétique nucléaire.
Capacité d’analyse des propriétés dynamiques et conformationnelles des macromolécules par la RMN.

 

M.BSIS 7.402  Enzymologie moléculaire

6 ECTS, 24 h CM, 12 h TD, 24 h TP – Kira Weissman, François Talfournier

Analyse des propriétés catalytiques de grandes familles d’enzymes (les protéases, le protéasome, les RNases, DNases, les enzymes de modification et de réparation des acides nucléiques et des protéines, enzymologie redox) et mise en évidence de l’importance d’une approche pluridisciplinaire combinant les techniques d’ingénierie des enzymes, cinétiques, biophysicochimiques, et de biologie structurale.

 

M.BSIS 7.403 – Bases moléculaires du fonctionnement de la cellule eucaryote

6 ECTS, 38 h CM, 22 h TD – Bruno Charpentier, Athanase Visvikis, Iouri Motorin, Stéphanie Grandemange

Acquisition des connaissances de base et des connaissances les plus actuelles sur les structures cellulaires (noyaux et corps nucléaires, cytosquelette, mobilité des organites, dynamique mitochondriale), les mécanismes moléculaires assurant l’expression des gènes (transcriptionnels et post-transcriptionnels), la prolifération et le développement des cellules eucaryotes. Familiarisation avec les méthodologies modernes employées en biologie moléculaire et cellulaire.

 

M.BSIS.7.404 – Approches expérimentales en biologie moléculaire et cellulaire

6 ECTS, 8 h TD, 52 h TP – Mathieu Rederstorff, Athanase Visvikis, Stéphane Labialle

Mise en œuvre des techniques de génétique de la levure, de culture cellulaire, de transfection transitoire et des techniques pour l’étude de mécanismes de l’expression des gènes des cellules des mammifères: exemple de la maturation des ARN ribosomiques et de l’épissage des pré-ARNm.

 

M.BSIS 7.405 – Etude et analyse du transcriptome et du protéome

3 ECTS, 24 h CM, 6 h TD – Hortense Mazon, Bérénice Schaerlinger, Stéphane Labialle, Isabelle Behm-Ansmant

Mécanismes générant la diversité du transcriptome : Facteurs de transcription eucaryotes ; Régulation transcriptionelle ; Épigénétique ; Épissage alternatif.
Transcriptomique : analyse des ARN ; Caractérisation du profil d’expression de gènes dans une cellule : technique des puces à ADN et des analyses par séquençage à haut débit (RNAseq).
Protéomique : séparation et analyse des protéines par électrophorèse 2D ou LC multidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse ; quantification des protéines par marquage isotopique et spectrométrie de masse ; analyse des modifications post-traductionnelles des protéines par spectrométrie de masse.
Interactomique : analyse des interactions protéine-protéine par approche double-hybride dans la levure, approche du TAP-tag et analyse par spectrométrie de masse.

 

M.BSIS 7.500 – Anglais scientifique et Insertion professionnelle

3 ECTS, 4 h CM, 14 h TD, 12 TP – Kira Weissman, Christine Legrand-Frossi

Anglais scientifique : Enseignement réalisé par une personne Anglophone. Préparation aux techniques de présentation à l’oral en langue anglaise de travaux de Recherche. Entraînement pratique sur le format « Journal Club » avec choix par les étudiants d’un article paru dans des journaux scientifiques à portée générale pour les Biologistes (type Science, Nature, Cell, etc.) qu’ils présentent à l’ensemble de la promotion.
Insertion professionnelle : Intervention de personnes extérieures (exemples de parcours professionnels) ; outils mis à disposition pour rechercher efficacement un stage ou un emploi ; créer son réseau professionnel ; la démarche spontanée / la réponse à une offre de stage ou d’emploi.
Bilan des compétences et des connaissances ; réflexion sur les attentes professionnelles ; élaborer son projet professionnel.
Aide à la prise de parole ; mise en situation d’entretien ; jeux de rôle.

 

 

SEMESTRE 8

 

  • Unités d’enseignement d’ossature

 

M.BSIS 8.000  Stage pratique de 2 mois

6 ECTS – Bruno Charpentier, Bérénice Schaerlinger, François Talfournier, Athanase Visvikis

 

M.BSIS 8.402 – Aspects moléculaires de la transduction du signal et du cycle cellulaire

6 ECTS, 50 h CM, 10 h TD – Athanase Visvikis, Nadir Mrabet, Bérénice Schaerlinger, Arnaud Gruez

Communication intercellulaire : Hormones et récepteurs – Étude biomoléculaire de la liaison Hormone/Récepteur : Théorie et méthodes.
Signalisation. Les différents types de récepteurs membranaires. Protéines G trimériques. Récepteurs des cytokines (JAK/STAT). Récepteurs à activité tyrosine kinase (TGF-R). Voie des MAP kinases, induction AP-1. Induction de NF-kB. Signalisation par le calcium. Signalisation et développement : Hedgehog et Wingless.Relation structure- fonction en termes de reconnaissance et de régulation des voies de signalisation. Aspects structuraux de la reconnaissance protéine-protéine nécessaires à l’activation de la voie des MAP kinases. La complexité structurale du système p53.
Cycle cellulaire : les phases du cycle cellulaire, structure, fonctions et régulation des cyclines et cyclines-cdk. Phase G1, régulation et rôle des cyclines D et E. Les points de contrôle, l’induction de l’apoptose. Réparation de l’ADN et signalisation (kinases ATM et ATR), activation et fonctions de p53. Kinases et phase M.
Définition des diverses étapes de la différenciation cellulaire et mécanismes moléculaires mis en jeux dans ce processus.
Présentation des diverses Techniques utilisées pour l’établissement de lignées animales transgéniques et mise en évidence de l’intérêt de ces modèles en recherche.

 

M.BSIS 8.403 – Micro- et nano-technologies

3 ECTS, 14 h CM, 8 h TD, 8 h TP – Iouri Motorin, Mathieu Rederstorff

Approches macro- et micro- à haut débit en génomique et protéomique.
Biopuces à ADN, biopuces à protéines, principe, techniques de production, intérêt, applications.
Techniques de mise en œuvre, révélation par fluorescence, résonance plasmonique de surface, spectrométrie de masse, piézoélectricité, utilisation d’anticorps.
Utilisation des biopuces et quantum dots en analyse clinique et en recherche fondamentale.
Bio-informatique appliquée à l’analyse des données des biopuces, analyse des clusters et traitement des résultats.
Miniaturisation et robotisation des techniques de clonage et d’expression des protéines.
Nanochromatographie et électrophorèse capillaire des macromolécules biologiques, couplage avec la spectrométrie de masse: instrumentation, aspects techniques et applications.
Miniaturisation et robotisation des techniques de cristallisation des protéines.
Lab-on-chip (micro-laboratoire sur puces), techniques de microfluidique associées, applications en recherche fondamentales et analyses cliniques.
Point sur les nouveaux développements technologiques pour le séquençage à haut débit.
Analyse sur molécules uniques et cellules uniques.
Tectonique ARN.

 

MBSIS.8.404 – Bases moléculaires des pathologies liées au stress oxydant

3 ECTS, 20 h CM, 10 h TD – Athanase Visvikis, Iouri Motorin

Rappels sur les mécanismes de base d’activation de l’oxygène et de l’azote et de détoxification des espèces oxygénées et nitrées réactives. Les espèces radicalaires. Mécanismes cellulaires impliqués dans les défenses anti-oxydantes de l’organisme (enzymes, biochimie des dommages et des réparations, voies de signalisation et de régulation) et des connaissances sur l’impact du stress oxydant sur la santé de l’homme: Alzheimer, maladies cardiovasculaires, pathologies liées au dysfonctionnement mitochondrial. Voies de signalisation intracellulaires et régulation transcriptionnelle des défenses antioxydantes. Les familles des facteurs AP-1 et les éléments de réponse au stress oxydant. Les facteurs HIF (hypoxia inducible factor) et leur relation avec le développement des cancers. Point sur la régulation de l’apoptose. Dommages oxydatifs de l’ADN et les mécanismes de réparation.
Oxydation des protéines et leur dégradation par le système d’ubiquitine.

 

  • Unités d’enseignement optionnelles (4 UE à choisir parmi 8)

 

M.BSIS 8.405 – Biophysique expérimentale

3 ECTS, 14 h CM, 8 h TD, 8 h TP – Arnaud Gruez, Benjamin Chagot, Frédérique Tête-Favier

RMN multidimensionnelle : attributions séquentielles multi-noyaux, repérage des structures secondaires, construction de modèles 3D sous contraintes NOE, validation et dépôt des structures.
Cristallographie biologique : cristallogenèse, symétries cristallines, relation facteurs de structure/densité électronique, méthodes de résolution du problème de la phase, cartes de densité, construction, affinement, validation et dépôt des modèles.
Dynamique conformationnelle et fonctionnelle des macromolécules biologiques : méthodes spectrales résolues en temps aux échelles sub-microseconde, simulations de dynamique moléculaire, validations expérimentales.

 

M.BSIS 8.406 – Modélisation moléculaire

3 ECTS, 14 h CM, 6 h TD, 10 h TP – Nadir Mrabet

Modélisation moléculaire des protéines.
Langage booléen.
Importance du choix des librairies de paramètres géométriques et énergétiques dans toute démarche de modélisation moléculaire.
Importance de la construction et de l’optimisation des atomes d’hydrogène (≥ 50 % des atomes d’une molécule biologique) pour le calcul d’énergie.
Exemples d’algorithmes du calcul d’énergie.
Méthode analytique du calcul des surfaces et volumes des macromolécules biologiques et leur implication dans l’évaluation d’interactions protéine/ligand.
Alignement structural et modélisation par homologie.

 

M.BSIS 8.407 – Reconnaissance biomoléculaire

3 ECTS, 14 h CM, 6 h TD, 10 h TP – Nadir Mrabet, Hortense Mazon, Guillermo Mulliert

Compréhension des aspects structuraux et moléculaires dans les interactions protéine/ligand et des mécanismes impliqués dans la reconnaissance moléculaire.
Compréhension de la problématique de la conception du médicament jusqu’à l’AMM.
Acquisition des notions fondamentales dans le traçage d’évolution des sites de reconnaissance dans les protéines.
Compréhension des modes de reconnaissance moléculaire des protéines sans structure intrinsèque.
Conception de mimes peptidiques linéaires à partir d’épitopes de structure 3D connue.
Techniques d’étude des interactions protéine/protéine, protéine/ligand : Acquisition des notions fondamentales en spectrométrie de masse et en microcalorimétrie (ITC, DSC).

 

M.BSIS 8.408 – Enzyme-Inhibiteurs-Résistance aux médicaments

3 ECTS, 14 h CM, 8 h TD, 8 h TP – François Talfournier, Arnaud Gruez, Kira Weissman

Concepts modernes de l’Ingénierie Protéique : applications à des problématiques d’intérêt thérapeutique ou biotechnologique, intérêt d’une approche multidisciplinaire.
L’évolution dirigée en tant qu’outil pour l’amélioration ou la création de nouvelles activités enzymatiques. Applications.
Utilisation d’enzymes pour la production de molécules à haute valeur ajoutée notamment médicaments.
Enzymes de détoxication, utilisation dans des procédés de bioremédiation.
Les anticorps catalytiques : conception et applications.
Bases moléculaires de l’apparition de résistants.
Cibles thérapeutiques : structure/fonction/inhibiteurs.

 

M.BSIS 8.409 – ARN : régulations moléculaires et cellulaires et leurs applications

3 ECTS, 14 h CM, 8 h TD, 8 h TP – Mathieu Rederstorff, Bruno Charpentier

Connaissances approfondies sur les principales familles d’ARN non-codants bactériens et eucaryotes (biogénèse, fonctions, régulations, lien avec quelques pathologies), les méthodologies permettant leur étude et leur identification et finalement des applications possibles basées sur leurs propriétés fonctionnelles.

 

M.BSIS 8.410 – Biologie moléculaire des pathogènes

3 ECTS, 12 h CM, 6 h TD, 12 h TP – Iouri Motorin, Stéphane Labialle, Christophe Jacob

Connaissances sur les mécanismes moléculaires de pathogénicité bactérienne, le mécanisme d’action des toxines protéiques et les mécanismes de défense. Étude des bases moléculaires des infections virales chez l’Homme et les animaux. Les antibiotiques naturels et de synthèse, leur nature, leurs cibles et leurs mécanismes d’action, les mécanismes de résistance aux antibiotiques, biosynthèse d’antibiotiques : synthèse protéique non ribosomique, antibiotiques peptidiques.

 

M.BSIS 8.411 – Aspects moléculaires de la relation hôte-pathogènes

3 ECTS, 20 h CM, 10 h TD – Iouri Motorin, Stéphane Labialle

Description sous l’angle moléculaire et cellulaire des modes de défense des eucaryotes contre les infections microbiennes, ainsi que des mécanismes utilisés par les bactéries, les virus et les parasites unicellulaires pour se multiplier chez leurs hôtes. Acquisition de connaissances en immunologie et microbiologie avec analyse des processus à l’échelle moléculaire et cellulaire.

 

M.BSIS 8.304 – Bases moléculaires des pathologies

3 ECTS, 26 h CM, 4 h TD – Jean-Louis Guéant, Abderrahim Oussalah, Shyue-Fang Battaglia, Rosa-Maria Rodriguez-Guéant, Marc Merten, Athanasios Benetos, Jean-Yves Jouzeau, Guillaume Gauchotte, Philippe Jonveau

Présentation d’exemples d’acteurs et de mécanismes moléculaires ubiquitaires ayant un rôle avéré dans plusieurs domaines de la pathologie (stress oxydant, apoptose..).
Mécanismes physiopathologiques de maladies acquises ou héréditaires à l’échelle moléculaire permettant d’en comprendre les manifestations cliniques, l’histoire naturelle, les stratégies diagnostiques et thérapeutiques (malnutritions, dysthyroïdies, troubles du métabolisme phosphocalcique).
Aide à l’analyse et à la lecture critique d’articles.